1、无机化学高职高专化学教材编写组 编第七章 非金属元素“十二五 ”职业教育国家规划教材高等职业教育应用化工技术专业教学资源库建设项目规划教材知识目标: 1.了解卤素、氧族元素、氮族元素、碳族元素、硼族元素的通性;2.了解氯、硫、氮、磷、硅、硼单质及其化合物的存在、物理性质和用途;3.掌握氯、硫、氮、磷、硅、硼单质及其化合物的化学性质和制备。能力目标: 1.能根据非金属元素的价电子结构,推断其物理性质及化学性质;2.能根据非金属元素单质和化合物的性质,判断其用途。第一节 氯及其化合物第二节 硫及其化合物第三节 氮、磷及其化合物第四节 硅及其化合物第五节 硼及其化合物一、氯单质的存在、物理性质二、氯
2、的化学性质三、氯的化合物第一节 氯及其化合物非金属元素位于周期表 p区的右上方,均为主族元素,价电子构型为 1s1-2ns2np1-6,共 22种元素。其中固态的有 B、 C、 Si、 P、 As、 S、 Se、 Te、 I2等 9种,液态的有 Br2,其余都是气体。卤族元素简称卤素包括氟 F、氯 Cl、溴 Br、碘 I和砹 At5种元素,称为 A 族元素,由于它们都易形成盐,故称为卤素 ,用符号 X表示。砹是放射性元素。卤素是典型的非金属元素,表现出强的氧化性,价电子构型为ns2np5,常见的氧化数是 -1,在含氧酸及其盐中表现出正氧化数 +1、 +3、 +5和 +7。氟的电负性最大,不能出
3、现正氧化数。按 F-Cl-Br-I顺序,原子半径递增、氧化性依次减弱。1.氯单质的存在氯在自然界中以化合态形式存在。主要以钠、钾、钙、镁的无机盐形式存在于海水中,其中以氯化钠的含量最高,此外还有盐湖、盐层等中含有氯。2.氯单质的物理性质卤素单质均为双原子的非极性分子。氯在常温下是黄绿色气体,具有强烈的刺激性气味。极易液化,常温时冷至 239K或常温时加压至 600kPa变为黄绿色油状液体,工业上称为 “液氯 ”,液氯储存在钢瓶中。氯气微溶于水,氯水呈黄绿色。氯气易溶于 CCl4、 CS2等非极性溶剂。氯气有毒,强烈刺激眼、鼻、气管等,吸入较多的蒸气会严重中毒,甚至死亡。吸入氯气,须立即到新鲜空
4、气处,可吸入适量酒精和乙醚混合蒸气或氨气解毒。一、氯单质的存在、物理性质氯单质的制备工业上电解食盐水制取氯气。2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2实验室是用强氧化剂与浓盐酸来制取氯气。2KMnO4+16HCl(浓) =2KCl+2MnCl2+5C12+8H2OMnO2+4HCl(浓) =MnCl2+C12+2H2O1.与金属反应氯能与各种金属作用,但有些反应需加热,反应也比较剧烈。潮湿的氯在加热情况下,还能与很不活泼的金属如铂、金反应。干燥的氯气不与铁反应,故可将氯气或液氯贮存在钢瓶中。Cu Cl2=CuC122Na Cl2=2NaC12Fe 3Cl2=2FeC132.与非金属反应氯
5、能与大多数非金属元素 (O2、 N2、稀有气体除外 )直接化合,反应较剧烈。如氯与硫、磷的反应。2S Cl2=S2Cl2S+Cl2=SCl22P 3Cl2=2PCl32P+ 5Cl2(过量) =2PCl5氯和氢的混和气体在常温下反应进行很慢。当强光照射或加热时,氯和氢立即反应并发生爆炸。H2 Cl2=2HC1这类因光引起的化学反应叫做 “光化学反应 ”。 二、氯的化学性质3.与 H2O反应氯只有在光照下缓慢地与水反应放出 O2。 C12+H2O=HCl+HClO2HClO=2HCl+O2所以氯水有很强的漂白、杀菌作用。氯气的水解实质是氧化还原反应,氧化和还原作用发生在同一分子内的同一种元素上,即该元素的原子一部分被氧化,氧化数升高,另一部分原子被还原,氧化数降低,这种自身氧化还原反应称为歧化反应。4.与碱的反应加碱有利于氯气的水解,加入的碱与水解反应所产生的 HCl和 HClO发生中和反应。Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O(冷的条件下 )3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O(加热条件下 )